Strahlungswiderstand


Der Strahlungswiderstand RS einer Antenne ist vom Institute of Radio Engineers (IRE) definiert als der Quotient aus abgegebener Strahlungsleistung PS und dem Quadrat des Effektivwerts des Antennenstroms I, der die Strahlung verursacht.

Strahlungswiderstand RS:

RS =
PS / Ieff 2

RS = Strahlungswiderstand
PS = Strahlungsleistung
Ieff = Effektivwert Antennenstrom

Die gesamte abgestrahlte Wirkleistung PS ergibt sich durch die Integration der Strahlungsleistungsdichte S auf der Oberfläche einer Kugel um die Antenne im Abstand r.

Der Wert ist somit ortsabhängig und benötigt die Angabe des Bezugspunktes der Antenne, z.B. der Antennenspeisepunkt oder das Strommaximum der Antenne.

Für die praktische Berechnung werden die Antennenlängen herangezogen:

l >
λ / 2

» der Strahlungswiderstand wird im Strommaximum verortet.

l <
λ / 2

» Strahlungswiderstand wird im Einspeisepunkt verortet, da bei diesen Längen kein reeles Strommaximum vorhanden ist.

Für Antennenlängen kleiner λ/2 gilt:

RE =
RS / sin2 (2·π·l·λ-1)

Für eine als verlustfrei angenommene Antenne ist der Wirkwiderstand RE der Eingangsimpedanz gleich dem Strahlungswiderstand RS.

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Strahlungswiderstand (radiation resistance) Der Strahlungswiderstand (Rr im Ersatzschaltbild; siehe Bild 4) bezeichnet das Verhältnis von abgestrahlter Leistung zum Quadrat des Antennenstromes. Der Strom kann (muss aber nicht) am Speisepunkt der Antenne definiert sein.

Eine der wichtigsten Größen ist die komplexe Strahlungsimpedanz Zs = RS + jXS. Aus dieser ist es möglich bei bekannter Strombelegung die Eingangsimpedanz einer Antenne über analytische Betrachtungen teilweise herzuleiten. Dabei wird der Realteil RS als Strahlungswiderstand und der Imaginärteil jXS als Strahlungsreaktanz bezeichnet [Det12].

Die Strahlungsimpedanz ist nur eine reine Rechengröße und zunächst kein Widerstand im eigentlichen Sinne, welcher an den Klemmen einer Antenne physikalisch messbar wäre.

Der Strahlungswiderstand basiert auf dem Ansatz der gesamten abgestrahlten Wirkleistung PSder Antenne, welche über die Integration der Leistungsdichte im Fernfeld über die Raumwinkel γ und φ berechnet werden kann [Det12]:

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